冷连轧断带研究

冷连轧断带研究

刘维 张松岩

（本溪钢铁集团公司，辽宁本溪 117000）

摘要：本文对引起本钢CDCM四机架冷连轧机断带的各种原因进行了研究，提出了减少断带发生的各种措施，为冷连轧生产提供指导依据。

关键词：断带；张力；跑偏；轧制力偏差

Research of Strip Running-off on Continuous Cold Rolling

LIU Wei, ZHANG Songyan

（Benxi Iron & Steel CO. LTD, Benxi, Liaoning Province 117000, China.）

Abstract: The reasons that influence the strip break in Bnexi Steel CDCM 4-Hi continuous cold rolling mill have been analyzed. The corresponding measures to decrease strip running-off have been found. These measures can provide the basis for industry production.

Keywords: strip break, tension, running-off, rolling force deviation

1 前言

连轧过程中机架间存在张力，同时张力在工艺参数波动时也随之波动，并且在多数情况下张力的大小会达到新的平衡点，维持秒流量相等即维持稳定的连轧状态[1][2]。断带的本质是带钢的张力超过了带钢的屈服极限使带钢在机架间发生塑性变形，严重时带钢被拉断[3][4]。本文根据本钢CDCM线生产实际，对断带问题进行探讨，提出了解决断带问题的措施。

本钢冷轧薄板厂CDCM线经常会发生带钢断带现象，平均每月轧机焊缝断带81次，处理时间在60分钟到100分钟的断带次数平均每月有3次，其余时间一般在60分钟以下；断带影响时间超过120分钟的，平均两个月1次。而轧机断带对CDCM线产生严重影响。轧机断带会造成停机，影响到CDCM线产量；也会造成不同程度的设备损伤，对稳定轧制和产品质量构成威胁；还会造成工作辊甚至支撑辊损伤，增加轧辊消耗；由此造成直接的废品损失以及由于穿带和停机水锈造成废品，影响到机组成材率；轧机断带还会增加小卷数量，影响到罩式炉平均装炉量[5][6]。

针对以上情况，今年解决断带攻关是刻不容缓的问题。2006下半年也开展了断带问题的攻关，取得了很好的效果，达到预期的目标。但是下半年薄料生产的比较少，厚料多；2007上半年由于02库收二冷料减少，CDCM线薄料生产比例比去年大，所以断带有所增加。

针对上述情况，今年的断带问题攻关主要是在薄带攻关上，也就是带钢变形量大于70％的断带问题攻关。通过攻关不但提高成材率，而且还可以积累技术经验和培养人才。

作者简介：刘维，男，工程师，从事板冷轧带钢轧制工艺研究。

2 影响CDCM线轧机断带的因素

根据CDCM线的深入跟踪调查和反复研究，发现以下几个方面是影响制约轧机断带的因素78。（1）热轧原料有亮带、大的瓢曲、浪形或是隆起严重；（2）冷轧有的工序有待进行优化；（3）部分重点设备功能丧失；（4）容易引起断带的重点设备焊机需要整改。（5）生产技术人员的水平不统一。

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3轧机断带原因分析

通过半年轧制跟踪轧机断带尤其是焊缝断带，统计了大量断带数据和轧机主控即时记录数据，发现主要与压下率有关，压下率大于70%的断带最多，焊缝质量差，并且加工硬化大。

3.1焊缝断带分析

表1和图1为几种规格断带单位张力分布情况。图1中的横坐标1、2、3、4、5分别表示入口、1－2＃、2－3＃、3－4＃、4＃出口单位张力。

表1 几种规格断带单位张力数据，单位 N/mm2

规格

单位张力

入口出口

11.812.615.519.624.9

11.615.410.711.013.2

14.6

11.312.916.618.1

图1 几种规格断带单位张力

从图1中很容易看出断带容易出现在2、3架，其单位张力比较大；其次薄带的单位张力大于厚带，也就说明薄带断带的机会多于厚带。薄带断带多于厚带的另一个原因是薄带的板形不如厚带好，薄带比厚料浪形严重而且不规则。焊接后，带材依靠自身的弹性回复能，力图恢复其原始尺寸，这样在焊缝的横断面上都有自恢复过程，所以焊缝处不只受带钢长度上延伸的拉应力，而且焊缝处还受到自身横断面上下移动的剪应力。焊缝在经过2～6＃S辊时，由于S辊张力作用，带钢抱紧在S辊面上，所以焊缝横断面上的

剪应力增加，焊缝的强度降低。焊缝到轧机经过各机架轧辊轧制，剪应力在横断面上由于各机架轧辊压下而变得更大，所以焊缝在轧机处的断带增加是一个综合作用的结果，而且2、3架断带多。由于经过第一机架轧辊的压下轧制，剪应力已经增加到一定值，到了2、3架剪应力有可能增加到断带的临界值，再加上薄带的压下量大于厚带，所以2、3架断带多，而且薄带多于厚带。

从另一个角度上看，由于冷轧有加工硬化，带钢第一、第二机架轧辊的轧制到了第三机架加工硬化变得严重，再加上第三架的单位张力大，薄带的变形量大于厚带，也就是薄带的加工硬化大于厚带的加工硬化，所以第三架断带比例最大，薄带断带的几率大于厚带。

由于焊机电极的加热，把焊缝处的带钢与母材的材质和机械性能有区别，造成焊缝处带钢的延伸低于母材，所以焊缝处的断带几率大。

3.2带尾断带分析

冷轧原料是由热轧厂提供的，由于热轧的工艺影响供冷轧带钢原料头尾的形状和性能，使得带钢超宽超厚，带尾夹杂和斜纹等缺陷，机械性能降低。表2和图2为带尾断带时的单位张力分布情况。图2中的横坐标1、2、3、4、5分别表示入口、1－2＃、2－3＃、3－4＃、4＃出口单位张力。

3#焊缝跟踪检测到焊缝，轧机就开始降速，瞬间张力和单位张力都增加。这是由于突然降速造成摩擦力增加和带钢尾部比中部厚，所以张力和单位张力增加，再加上带尾夹杂和斜纹等缺陷，带尾的断带几率增加。

在热轧时由于带头没有前张力和冷却水的作用，造成热轧带钢头部的晶间结合力比带钢中部的晶间结合力弱。所以冷轧带钢尾部断带几率增加。

上述综合在一起是造成带钢尾部断带的原因。

表2 带尾断带时的单位张力 单位 N/mm2 规格 单位张力

入口出口

正常时张力11.3

带尾处张力15.712.919.52.5/0.8×1003

图2 带尾断带时的单位张力

3.3其他轧机断带

以下几种断带不经常出现但还是曾经发生过，简单介绍如下。

（1）跑偏断带。11＃CPC对中不好，造成带钢往一侧跑偏，带钢拉断。

（2）张力波动断带。这种断带是由于张力波动过大，带钢被拉断，原因有张力辊传感器检测值不准、电机电流不稳和操作者本身电流控制不好所致。

（3）轧制力偏差过大断带。轧制力偏差过大，造成带钢横向纵向延伸都不均，带钢往某一侧偏，结果带钢被拉断。

（4）起机断带。轧机启动时由于四个机架轧辊启动并没有完全同步，造成带钢瞬间张力过大拉断。薄带出现的几率多于厚带。

（5）电网波动断带。由于电网跳电带钢断带，这种情况比较严重，带钢严重跑偏，造成勒辊而且机架间堆满带钢，处理困难。

（6）爆辊断带。由于轧辊材质不好，本身可能有软点或是裂纹等缺陷，再加上乳化液喷嘴有堵的或是喷洒不均，综合在一起造成爆辊断带，这种断带在曲线图上是电流先升高，电机达到过负载，电流达到跳电电流。处理起来很麻烦，因为常伴有堆钢，工作辊抽不出来，防缠导板撞坏，甚至支撑辊表面也会遭受损伤。

4 减少断带发生的措施

通过半年的断带研究，对断带的原因和情况已经基本了解，针对各种断带采取了不同的应对措施，得到了减少断带生产操作窍门。

（1）11＃CPC：保证对中效果，保证带钢准确进入轧机，防止带钢在轧机内跑偏断带。定修时进行标定，校核中心线。

（2）1架轧制力偏差：保证在报警范围内，不要偏差过大（薄料还要小，最好保证在20吨以内），防止横向、纵向延伸不均，导致跑偏断带。

（3）2、3架弯辊力：在焊缝过轧机时2、3架弯辊力人工调小，以减小1~2、2~3、3~4架间张力，减少断带，焊缝过后再人工调大。

（4）测厚仪：班班标定，利用定修时进行静态测试，擦射口。

（5）计算机和传动系统各功能保证投入。

（6）张力检测：两侧张力仪检测张力在允许范围内，定修时必须做检测维护及时更换传感器。

（7）停机时焊缝不要停在酸槽中。

（8）提高操作人员水平。

此工艺操作窍门经几个月的跟踪取得了很好的效果，表3和图3为近半年来断带次数和断带率情况统计，断带次数明显减少。

表3 近半年来断带次数统计 月份 实轧卷数 断带次数

27

25

26

21

19

17 3 4003 4 3943 5 4210 6 3825 7 3541 8 3830

图3 近半年来统计断带率分布情况

5结论

本钢CDCM线经过半年的摸索与实践，找到了产生断带的原因，得到了相应的减少断带发生的生产操作窍门，经过实施，断带率明显减少，提高了产品成材率，提高了产量。

参考文献

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